专利名称：一种高效节能环保的复合型高温箱式电炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高效节能、绿色环保的高温箱式电炉，适用于陶瓷、玻璃等无机非金属材料的烧成，以及金属材料的高温热处理等。
背景技术：
工业及科研用高温箱式电炉一般是指工作温度为100(T200(TC的间歇式电炉，是广泛用于陶瓷、玻璃、粉末冶金、化工、机械、能源等众多领域的重要实验和生产设备。高温箱式电炉是以电流通过导体所产生的热量为热源来加热工件，主要由炉体、发热体、测控温系统几大部分组成，其炉体一般则是由炉膛、隔热层和金属外壳构成。现有的高温箱式电炉按炉体结构和材料可分为两大类。一类是由普通高温耐火材料制成的电炉，其特点是炉膛由重质的高温耐火材料制成，如高铝耐火材料、刚玉或刚玉-莫来石质耐火材料，以及氧化铝或氧化锆空心球耐火材料等；其隔热层大多采用轻质耐火材料，如多孔的高铝轻质砖或轻质粘土砖等。此类普通高温箱式电炉的优点是结构简单、使用温度高(最高可达 1800°C)、制造成本较低，但其最大的缺点在于材料热容大且炉体较厚，故蓄热量很高；导热系数高，因而隔热性能不够理想。由于蓄热及散热的损失，导致烧成过程的能耗很高，并且升降温速度缓慢，无法满足实验或生产对快速升降温的工艺要求。另一类高温箱式电炉是近年来出现的全耐火纤维炉，其炉体全部由耐火纤维材料制成的。这种电炉的结构通常是由耐火度高的高温耐火纤维材料制成整体式炉膛，由耐火度相对较低的耐火纤维材料作为隔热层。这种全耐火纤维炉由于隔热效果好、蓄热量小，因而具有很好的节能效果和良好的升降温操控性。但全耐火纤维炉也存在以下一些突出的缺点首先，耐火纤维的粉尘被人吸入后会对呼吸系统产生危害，并有可能致癌。当其在高温下长期使用后会逐渐失去弹性，从而断裂粉化，产生纤维粉尘。其次，目前耐火纤维的耐火度较传统的非纤维类耐火材料仍然有很大差距，其最高使用温度一般限于1500°C以下，造价极其昂贵的超高温耐火纤维(如高纯氧化铝、氧化锆纤维)一般也不超过1700°C，无法满足生产及实验的广泛需求。此外，全耐火纤维高温箱式电炉的另一缺点是炉膛强度很低，容易在使用中被匣钵、坩埚和火钳等刮伤和磨损；其纤维质的炉膛较一般重质耐火材料的炉膛更容易吸附被烧物挥发出的物质，导致高温融蚀，其寿命因此会大幅缩短。
发明内容为解决现有的普通高温箱式电炉和全耐火纤维高温箱式电炉的上述缺点和问题， 本实用新型提供了一种高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其技术特征是采用非纤维耐火材料薄壁炉膛和耐火纤维隔热层的复合炉体结构，最大限度利用两种材料的各自优势， 达到既可大幅降低能耗、实现快速升降温，又可避免耐火纤维对人体的伤害，并解决全纤维电炉使用温度低、易损伤、易融蚀等问题。该实用新型的关键在于设计最优的非纤维耐火材料薄壁炉膛的厚度，即在保证使用性能和制备工艺的条件下，最大限度的降低非纤维耐火材料炉膛壁的厚度。本实用新型的技术方案是—种高效节能环保的复合型高温箱式电炉，它由耐火材料炉膛及其发热体和耐火纤维隔热层组成，所述耐火材料炉膛为非纤维耐火材料薄壁炉膛，耐火纤维隔热层采用耐火纤维材料；非纤维耐火材料薄壁炉膛的厚度与耐火纤维隔热层的厚度比值在1 :4 1 20。所述耐火材料炉膛内设有发热体；所述发热体为电热丝、碳棒、硅碳棒或硅钼棒。所述发热体为U型或棒状电加热体或金属电热丝。所述复合型高温箱式电炉还包括测温热电偶，测温热电偶设置在耐火材料炉膛内。所述耐火材料炉膛的材质为氧化铝、氧化锆空心球耐火材质或刚玉-莫来石质耐火材质；所述耐火纤维隔热层的材质为无机耐火纤维材质。所述耐火材料炉膛为组装式结构或整体式结构。所述耐火材料炉膛为组装式结构，耐火材料炉膛各部分间通过高温粘结剂进行组装。所述非纤维耐火材料薄壁炉膛的厚度与耐火纤维隔热层的厚度比值在1 :8 1 12。所述耐火材料炉膛外壁设有隔离加强筋。所述复合型高温箱式电炉还包括炉门，耐火材料炉膛设有炉门框架，炉门设置在炉门框架内。本实用新型的节能高温箱式电炉的有益效果是1、本实用新型的高温箱式电炉的能耗仅为普通高温箱式电炉的20%，减少能耗高达 80%ο2、本实用新型解决了耐火纤维炉膛不能应用于高温、粉化后产生有害纤维粉尘的问题，本实用新型在炉体的工作面上没有耐火纤维裸露，克服了耐火纤维的粉尘被人吸入后会对人产生危害的问题。3、本实用新型的高温箱式电炉的最高工作温度可达到1900°C，比一般全耐火纤维电炉的最高工作温度高200°C -300°C ；4、本实用新型采用薄壁炉膛，热容小，解决了厚壁炉膛电炉蓄热损耗高导致设备能耗大、升降温速度慢的问题，本实用新型的非纤维耐火材料炉膛可同时满足耐火度和强度要求；5、本实用新型的耐火材料炉膛各部分采用无机高温粘结剂组装，可降低炉膛的制造难度，大幅缩短生产周期，提高生产效率、产品合格率，降低成本。6、本实用新型的耐火材料炉膛外壁设置多条加强筋，可进一步加固支撑炉膛，减省材料，加强筋产生间隙，利用其产生的空腔，可在耐火材料炉膛和耐火纤维隔热层之间产生空气隔热层，加强隔热效果。
图1为本实用新型的整体结构示意图。[0025]图2为本实用新型的立体结构分解示意图。图中，1为耐火材料炉膛，2为耐火纤维隔热层，3为发热体，4为炉门，5为隔离加强筋，6为炉门框架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述一种节能高温箱式电炉，它包括为耐火材料炉膛1和耐火纤维隔热层2，所述耐火材料炉膛1置于耐火纤维隔热层2内。耐火材料炉膛1内设有发热体3 ；所述发热体3为电热丝、碳棒、硅碳棒或硅钼棒。发热体3为U型或棒状电加热体或螺旋形电热丝。节能高温箱式电炉还包括测温热电偶，测温热电偶设置在耐火材料炉膛1内。耐火材料炉膛1的材质为非纤维耐火材料。耐火材料炉膛(1)的材质可以为氧化铝、氧化锆空心球耐火材质或刚玉一莫来石质耐火材料；所述耐火纤维隔热层2的材质为耐火纤维。耐火纤维隔热层2的材质可以为氧化铝、硅酸铝、莫来石耐火纤维。耐火材料炉膛1为组装式结构或整体式结构。耐火材料炉膛1为组装式结构，耐火材料炉膛1各部分间通过无机高温粘结剂进
行组装。非纤维耐火材料炉膛1的壁厚与耐火纤维隔热层厚度比值在1 :4 1 :20之间，优选为1 :8 1 :12。也可以为1 :6或者1 :10或者1 :16。耐火材料炉膛1外壁设有隔离加强筋5。节能高温箱式电炉还包括炉门4，耐火材料炉膛1设有炉门框架6，炉门4设置在炉门框架6内。上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。
权利要求1.一种高效节能环保的复合型高温箱式电炉，它由耐火材料炉膛(1)及其发热体(3) 和耐火纤维隔热层(2)组成，其特征在于所述耐火材料炉膛(1)为非纤维耐火材料薄壁炉膛，耐火纤维隔热层(2)采用耐火纤维材料；非纤维耐火材料薄壁炉膛的厚度与耐火纤维隔热层(2)的厚度比值在1 :4 1 :20。
2.根据权利要求1所述的高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征在于所述耐火材料炉膛(1)内设有发热体(3)；所述发热体(3)为电热丝、碳棒、硅碳棒或硅钼棒。
3.根据权利要求2所述的高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征在于所述发热体(3 )为U型或棒状电加热体或金属电热丝。
4.根据权利要求1所述的高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征在于所述复合型高温箱式电炉还包括测温热电偶，测温热电偶设置在耐火材料炉膛(1)内。
5.根据权利要求1所述的高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征在于所述耐火材料炉膛(1)的材质为氧化铝、氧化锆空心球耐火材质或刚玉-莫来石质耐火材质；所述耐火纤维隔热层(2)的材质为无机耐火纤维材质。
6.根据权利要求1所述的高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征在于所述耐火材料炉膛(1)为组装式结构或整体式结构。
7.根据权利要求6所述的高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征在于所述耐火材料炉膛(1)为组装式结构，耐火材料炉膛(1)各部分间通过高温粘结剂进行组装。
8.根据权利要求1所述的高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征在于所述非纤维耐火材料薄壁炉膛的厚度与耐火纤维隔热层(2)的厚度比值在1 :8 1 :12。
9.根据权利要求1所述的高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征在于所述耐火材料炉膛(1)外壁设有隔离加强筋(5)。
10.根据权利要求1所述的高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征在于所述复合型高温箱式电炉还包括炉门(4)，耐火材料炉膛(1)设有炉门框架(6)，炉门(4)设置在炉门框架(6)内。
专利摘要一种高效节能环保的复合型高温箱式电炉，其特征是它包括为耐火材料炉膛(1)和耐火纤维隔热层(2)，所述耐火材料炉膛(1)置于耐火纤维隔热层(2)内。所述耐火材料炉膛(1)内设有发热体(3)；所述发热体(3)为电热丝、碳棒、硅碳棒或硅钼棒。本实用新型采用薄壁炉膛，热容小，解决了厚壁炉膛电炉蓄热损耗高导致设备能耗高、升降温速度慢的问题，本实用新型的耐火材料炉膛可同时满足耐火度和强度要求；本实用新型采用氧化铝、氧化锆空心球耐火材料，刚玉-莫来石质耐火材料等，解决了耐火纤维炉膛不能应用于高温、粉化后产生有害纤维粉尘的问题，本实用新型在炉体的工作面上没有耐火纤维裸露。
文档编号F27D1/00GK201964766SQ20112005391
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者耿龙兴, 郭露村 申请人:南京维能窑炉科技有限公司